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ANSYS 入门教程 (41) - 通用与时间历程后处理技术 (e)  

2010-09-01 08:20:51|  分类: ANSYS 入门基础 |  标签: |举报 |字号 订阅

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5.1    通用后处理 POST1 (续)

九、  面及操作

    通过定义一个面(surface),将节点结果映射到该面上并进行各种运算,以获得有意义的结果,如可获得该面上的合力、平均应力及运算后的各种结果(如弯矩)。面操作仅适用于 3D 实体单元,不支持其它单元类型。面操作有些类似于路径及其操作,步骤为先定义面、映射结果、运算、显示等。

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 1.   定义面
    命令:SUCR, SurfName, SurfType, nRefine,Radius
        SurfName - 面名称,不超过 8 个字符。
        SurfType - 面类型,其值可取:
            =CPLANE:用切面定义面(工作平面)。命令 "/CPLANE,1” 表示工作平面为切面。
            =SPHERE:以工作平面原点为中心的球面;
        nRefine---精细水平。
            如 SyrfType=CPLANE 则为面网格的精细程度,为 0~3 之间,
            如为 1 时则将原来面上的小面(facet)分为 4 个更小的小面。
            如 SyrfType = SPHERE 则为 90°弧的划分数,其值在 9~90 之间,缺省为 9。
            该参数的大小对与距离相乘的面项积分结果影响较大。
        Radius - 当 SyrfType= SPHERE 时的球面半径。
    该命令一旦执行,则会存储如下参数:
            GCX、GCY、GCZ:面上各点的总体直角坐标;
            NORMX、NORMY、NORMZ:面上各点的法线分量(单位矢量);
            DA:各点的作用面积。

 

2.   映射结果到面上
    命令:SUMAP, RSetName, Item, Comp
        RSetName - 映射结果的名(称为面项名),不超过 8 个字符。
        Item,Comp - 与 PLNSOL 命令中的相同。
    命令 "SUMAP, RSetName, CLEAR” 则删除指定的面项。
    命令 "SUMAP, ALL, CLEAR” 则删除所有面项。


3.   图形显示面结果项
    命令:SUPL, SurfName, RSetName, KWIRE
        SurfName - 既有面名称,如为 ALL 则为选择的所有面。
        RSetName - 既有面项名。
        KWIRE - 模型显示控制参数。0 无单元边界;1 显示单元边界。
    该命令显示面结果,当 RSetName 为空时则显示几何结构。
    如面项名具有矢量特性时(如 mysx, mysy, mysz,则 mys 即为矢量特性名),可用命令及参数 "SUPL,SurfName,mys” 显示矢量图形。

 

4.   列表显示面信息和结果
    命令:SUPR, SurfName, RSetName
    其中命令参数同上。如果无命令参数时则列表显示面的总体特征参数;如果仅有面名参数则列出面几何特征数据(如点坐标、点作用面积等);如果两个参数都有时,再增加面项结果数据。因该命令所列数据分点列出,所以数据比较庞大。


5.   选择面或面集
    命令:SUSEL, Type, Name1, Name2, Name3, Name4, Name5, Name6, Name7, Name8
        Type - 选择控制参数,其值可取 S、R、A、U、ALL、NONE。
        Name1~Name8 - 既有面名称。
    该命令所选择的面, 对命令 SUMAP、SUDEL、SUCALC、SUEVAL、SUVECT 有效。


6.   删除面或面集
    命令:SUDEL, SurfName
    其中 SurfName 为面名,如为 ALL 则删除所选择的所有面。

 

7.   面项结果计算与保存
    命令:SUEVAL, Parm, lab1, Oper
        Parm - 保存计算结果的变量名,符合 APDL 命名规则。
        Lab1 - 面项名。
        Oper - 拟完成的操作控制参数,其值可取:
            =SUM:Lab1 项求和,即 Σ(Lab1);
            =INTG:在面上对 Lab1 项积分,即 Σ(Lab1×DA);
            =AVG:结果的加权平均值,即 Σ(Lab1×DA)/Σ(DA)。
    该命令对面项结果在面上求和、积分及求加权平均结果,可直接得到面上映射结果的一些结果,如轴力、剪力、平均应力等等。

 

8.   既有面项运算生成新的面项
    命令:SUCALC, RSetName, lab1, Oper, lab2, fact1, fact2, const
        RSetName - 拟生成的面项名。
        Lab1 - 参与运算的第 1 个面项名。
        Oper - 数学运算标识符,其值可为:
            =ADD:加运算,公式为  (lab1+lab2+const)
            =SUB:减运算,公式为  (lab1-lab2+const)
            =MULT:乘运算,公式为  (lab1×lab2+const)
            =DIV:除运算,公式为  (lab1/lab2+const)
            =EXP:幂运算,公式为  (lab1fact1+lab2fact2+const)
            =COS:余弦运算,公式为  (cos(lab1)+const)
            =SIN:正弦运算,公式为  (sin(lab1)+const)
            =ACOS:反余弦运算,公式为  (acos(lab1)+const)
            =ASIN:反正弦运算,公式为  (asin(lab1)+const)
            =ATAN:反正切运算,公式为  (atan(lab1)+const),(返回弧度)
            =ATAN2:反正切运算,公式为  (atan2(lab1)+const),(返回度)
            =LOG:自然对数运算,公式为  (log(lab1)+const)
            =ABS:绝对值运算,公式为  (abs(lab1)+const)
            =ZERO:清零运算,公式为  (0+const)
        Lab2 - 参与运算的第 2 个面项名。
        fact1,fact2 - 幂运算时的幂次。
        const - 常数,如上述公式中。

    面操作命令的综合示例命令流如下,以悬臂梁为例,计算某个截面上的各种内力并与理论计算值进行比较。从命令流结果可以看出,使用面操作对实体单元的内力计算比较方便。
        !  EX5.6  面操作及悬臂梁的内力计算
        finish  $ /clear  $ /prep7
        et,1,solid95  $ mp,ex,1,2e11  $ mp,prxy,1,0.3         ! 定义单元类型、材料特性
        blc4,2,3,0.2,0.3,4                                                    ! 创建几何模型
        da,2,all  $ fk,1,fy,-2e4  $ fk,3,fy,-2e4                      ! 加约束和荷载
        fk,3,fx,0.8e4  $ fk,4,fx,0.8e4  $ sfa,1,1,pres,1e6     ! 施加荷载
        esize,0.05  $ vmesh,all  $ finish  $ /solu  $ solve     ! 生成有限元模型并求解
        finish  $ /post1                                                         ! 进入后处理层

        wpoff,,,2  $ sucr,suz2,cplane,3                                 ! 移动工作平面、创建面 SUZ2
        sumap,mysx,s,x  $ sumap,mysy,s,y                          ! 映射 X 和 Y 方向应力
        sumap,mysz,s,z  $ sumap,mysxy,s,xy                       ! 映射 Z 和 XY 方向应力
        sumap,mysyz,s,yz  $ sumap,mysxz,s,xz                    ! 映射 YZ 和 XZ 方向应力
        supl,suz2  $ supl,suz2,mysz                                     ! 显示面本身、面项 MYSZ
        supl,suz2,mysyz  $ supl,suz2,mys                            ! 显示面项 MYSYZ,矢量显示应力
        supr,all,mysz                                                            ! 列表显示 MYSZ 面项
        sueval,xforce,mysxz,intg                                          ! 求截面上 Fx,理论结果为 -16000,误差 1%
        sueval,yforce,mysyz,intg                                          ! 求截面上 Fy,理论结果为 40000,误差 0.5%
        sueval,zforce,mysz,intg                                            ! 求截面上 FZ,理论结果为 -60000,没有误差
        sueval,mya,da,sum                                                  ! 求截面面积并赋给 MYA 变量
        sueval,myya,gcy,intg                                               ! 求关于 X 轴的面积矩并赋给变量 MYYA
        myya=myya/mya                                                      ! 得到面积重心到 X 轴的距离=面积矩/面积
        sueval,myxa,gcx,intg                                                ! 求关于 Y 轴的面积矩并赋给变量 MYXA
        myxa=myxa/mya                                                       ! 得到面积重心到 Y 轴的距离 = 面积矩/面积
        sucalc,szgcy,mysz,mult,gcy                                      ! 计算 MYSZ×GCY,并赋给面项 SZGCY
        sueval,mx1,szgcy,intg                                              ! 对面项 SZGCY 在面上积分得到 MX1
        sucalc,szgcx,mysz,mult,gcx                                      ! 计算 MYSZ×GCZ,并赋给面项 SZGCX
        sueval,my1,szgcx,intg                                              ! 对面项 SZGCX 在面上积分得到 MY1

        !  上述弯矩是对总体直角坐标系原点而言的,应对面积重心取矩,将内力简化到面积重心上
        mx1=mx1-zforce*myya                                             ! 理论结果为 80000,误差为 0.08%
        my1=my1-zforce*myxa                                             ! 理论结果 -32000,误差为 0.2%

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